بر اساس تجزیه و تحلیل 184 توالی دنگی کل ژنوم و توالی ژن 408 E از هند که بیش از 60 سال را در بر می گیرد، تیمی به سرپرستی دکتر راهول روی از دپارتمان مهندسی شیمی در IISc تحقیقات دقیقی در مورد ویروس انجام داده اند. تنوع و پویایی تکاملی ویروس در هند آنها چگونگی تکامل ویروس از اجداد خود را در حضور سروتیپ ها تجزیه و تحلیل کرده اند.
محافظت متقابل
در حالی که اولین عفونت با هر یک از چهار سروتیپ دنگی می تواند از عفونت مجدد توسط همان سروتیپ برای مدت طولانی جلوگیری کند، عفونت دوم توسط سروتیپ متفاوت می تواند بار ویروسی بسیار بالایی داشته باشد و باعث بیماری شدید شود. این به این دلیل است که محافظت متقاطع ارائه شده توسط اولین عفونت تنها به مدت دو تا سه سال به عنوان یک سپر در برابر سایر سروتیپ ها عمل می کند و سپس شروع به کاهش می کند.
حدود یک یا سه سال پس از شروع کاهش محافظت متقاطع، زمانی است که افزایش وابسته به آنتی بادی محتمل است. این به این دلیل است که در حالی که آنتی بادی ها قادر به خنثی کردن ویروس متعلق به سروتیپ های مختلف نیستند، ویروس بهتر می تواند به آنتی بادی ها متصل شود که منجر به عفونت سلولی بالاتر و در نتیجه افزایش شدت و بار ویروسی می شود. به این افزایش وابسته به آنتی بادی می گویند که توسط آنتی بادی های واکنش متقاطع انجام می شود.
در حالی که ویروسی که مشابه ویروسی است که اولین عفونت را ایجاد کرده است، برای مدت طولانی خنثی می شود، ویروس هایی که کمی شبیه به سروتیپ ایجاد کننده اولین عفونت هستند، توانایی بیشتری در استفاده از پاسخ های ایمنی ضعیف دارند و به گفته سوراج جاگتاپ از گروه مهندسی شیمی، IISc و اولین نویسنده مقاله منتشر شده در پاتوژن های PLOS.
چندین خط شواهد به این تکامل مرتبط با دنگی اشاره می‌کنند که ناشی از ایمنی طبیعی در سطح جمعیت در هند است. دکتر روی توضیح می‌دهد که آنتی‌بادی‌های واکنش متقاطع و ایمنی سلولی ناشی از عفونت‌های دنگی قبلی می‌توانند چنین تکاملی مشترکی را در مناطق بومی ایجاد کنند.
فشار انتخاب سیستم ایمنی غالب منجر به ظهور یک دودمان منحصر به فرد دنگی هندی (DENV-4-Id) متعلق به سروتیپ 4 (DENV-4) شده است. دکتر روی می گوید: “نسب DENV-4-Id از توالی های جهانی فاصله گرفته است.”
جنوب هند
دکتر روی می‌گوید: «نسب DENV-4-Id در جنوب هند غالب است و حدود 50 درصد عفونت‌ها در جنوب هند به دلیل این دودمان منحصر به فرد هند است». ما به شدت احساس می کنیم که دودمان DENV-4-Id در شمال هند نیز غالب خواهد شد.
ژن E که در قسمت بیرونی ویروس دنگی دیده می شود، نقش مهمی در اتصال به گیرنده های سلولی ایفا می کند. نرخ جایگزینی برای ژن E در ژنوتیپ I DENV-4 در مقایسه با کل ژنوم با 44 درصد بالاترین میزان بود، که نشان‌دهنده فشار ایمنی بالا باعث واگرایی ژن DENV-4 E می‌شود. بیشتر تکامل ویروس دنگی در ژن E اتفاق می افتد. دکتر روی می گوید: این نشان می دهد که تکامل عمدتاً به دلیل تعامل با سیستم ایمنی میزبان انجام می شود.
محققان با گرفتن نشانه ای از واگرایی DENV-4-Id، بررسی کردند که آیا شیوع بالای سرمی می تواند نقشی در تکامل دنگی در هند داشته باشد یا خیر. دکتر روی می‌گوید: «ما نوسانات مکرر در واگرایی توالی‌های ژن پوششی ویروس‌های دانگ در گردش در جنوب هند را شناسایی کردیم که نشان می‌دهد هر چهار سروتیپ در حال تکامل هستند.»
در جنوب هند متوجه شدیم که به طور کلی، ژن E از توالی اجدادی برای همه سروتیپ ها جدا می شود، اما این واگرایی در طول زمان در نوسان است. به طور کلی، در مجموعه داده ما، توالی‌های ژن E در یک سروتیپ و بین سروتیپ‌ها، ویروس‌ها را به اجداد نزدیک‌تر یا شبیه‌تر می‌کنند یا از اجداد دور می‌شوند. دکتر روی می گوید و این به صورت هماهنگ در هر چهار سروتیپ اتفاق می افتد. “این رفتار در DENV-2 و DENV-4 با دوره زمانی تخمینی (اوج به اوج) حدود سه سال تلفظ می شود.”
تکامل ویروس‌ها در سروتیپ‌ها پیامدهایی در کارایی واکسن دارد. اکثر سویه‌های مورد استفاده برای ساخت واکسن‌های دنگی بر اساس سویه‌هایی هستند که بین سال‌های 1964 و 1988 جدا شده‌اند.
دکتر روی می‌گوید: «از آنجایی که دودمان هندی کنونی بسیار متفاوت از آنهایی است که در همه واکسن‌های اصلی استفاده می‌شود (ژنوتیپ‌های مورد استفاده در سویه‌های واکسن در هند مشاهده نمی‌شوند)، کاهش بالقوه قابل‌توجهی در اثربخشی واکسن وجود دارد. به طور کلی، حدود 6 درصد از تمام مناطق اپی توپی شناخته شده در توالی های دنگی هندی در مقایسه با سویه های واکسن متفاوت هستند. علاوه بر این، تقریباً نیمی از تغییرات پروتئین E یا در مناطق اپی‌توپی شناخته شده است که آنتی‌بادی‌ها به آن متصل می‌شوند یا اثر آنتی ژنی مثبتی دارند.
انواع هندی DENV-1 و DENV-4 از همه واکسن ها در مقایسه با DENV-2 و DENV-3 متمایز هستند.